基于有限元法的外贴frp加固结构分析研究

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1、论文作者签名:盔尘叁左指导教师签名:.主叁缝论文评阅人1:评阅人2:评阅人3:评阅人4.评阅人5:答辩委员会主席:吐黄鱼!数拯浙江太堂委员1.一一一.螳盛3型熬控3浙江太堂委员2:汪劲主3副熬援3逝江太堂委员3:蓥金握3割熬援3逝江太堂委员4:扬鲑盘3副熬援!逝逛太堂委员5:答辩日期:2014.3.7一⑧独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构

2、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:狠∥金么b签字日期:‘加7中年弓月/上日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿苤鲎有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权迸姿盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名芬饴水签字日期:j

3、吖牛年专月』L目学位论文作者毕业后去向:工作单位:电话:々、,}年月缸¨氢础珀扒名期奎日师字导签浙江大学硕士学位论文(2014】致谢本研究以及学位论文都是在导师徐荣桥教授的悉心指导下完成。徐老师有着深厚的学术功底和知识储备,每当研究遇到困难似乎将要进入山穷水尽时,徐老师总能给出柳暗花明的点拨。徐老师严谨的治学态度也深深感染着我,从论文的选题、思路的形成到论文撰写和修改,徐老师都反复推敲精益求精。徐老师豁达的处事原则,对学生的关怀与帮助也为广大师生称道。作为徐老师学生深感荣幸,在此谨向徐老师致以诚挚的谢意和崇高的敬

4、意。研究生期间得到了许多老师和同学的帮助。感谢课题组的陈伟球、王慧明、诸骏等老师和交通所的蔡金标、赵阳、汪劲丰、叶贵如、张治成、杨仲轩等老师以及结构所张磊老师,感谢你们的指导与帮助;感谢师兄弟沈旭栋、刘承、陈德权、王冠楠、林建平、杨静、鲍光建、管羽飞、栾圣智,感谢你们在学术上的指导和生活上的帮助;感谢一起学习的同学潘剑超、陈双聪、王龙威、温敏、张晨旭、崔鑫、张燕青、林天然、张黎昌、方远、王建金、陶狲、王晓峰、赵福利,感谢和你们共同度过了宝贵的研究生生涯。焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以为报。感谢爸爸妈妈,感谢你

5、们给与了我一切,你们的健康是我最大的心愿。感谢各位评审老师,感谢你们的评阅以及宝贵建议。最后,再次感谢浙江大学的老师、同学和朋友,谢谢你们。人生是一场旅行,很感谢你们的关怀与帮助,很荣幸在浙大站与你们产生交集,愿你们平安幸福!苏俊杰2014年3月于浙大紫金港浙江大学硕士学位论文(2m4)摘要本文根据外贴FRP结构的形状和受力特点,提出了一种新型的外贴FRP梁单元和外贴FRP板单元。外贴FRP梁单元能够用于分析外贴FRP梁端部剥离和由于弯曲裂缝引起的中部剥离。该梁单元主要用于分析粘结层破坏引起的FRP剥离,因此在分

6、析中假设FRP和混凝土梁始终处于线弹性状态,而粘结层采用内聚力区模型。由于粘结层很薄,因此假设粘结层内剪应变沿粘结层厚度均匀分布,在此基础上,导出了粘结层处于弹性、软化和剥离等各个阶段时该梁单元的刚度矩阵。同时将梁体弯曲裂缝模拟为弹簧铰,得到了带裂缝的表面粘贴FRP梁单元的刚度矩阵显式表达式。然后在板理论和线弹性假设基础上,推导出了外贴FRP板单元刚度矩阵表达式。最后通过若干算例与已有结果进行对比,并计算模拟了多条裂缝和多个荷载情况下的中部剥离过程以及线弹性条件下外贴FRP板的粘结剪应力分布情况,验证了本文单元的

7、实用性、精确性和便捷性。关键词:FRP;内聚力区模型;剥离;粘结剪应力;有限元浙江大学硕士学位论文(2014)AbstractAbIstractBasedontheshapesandmechanicalbehaviorsoftheFRPsbondedonthesurfacesofstructures,thispaperdevelopsanewbeamelementwithasurface-bondedFRPsheetaswellasanewplateelementwithasurface-bondedFRPshe

8、et.Thebeamelementcanbeusedtoanalyzetheedgedebondingandintermediateflexuralcrack-induceddebondingofFRP-s打engthonedconcretebeams.ThisdementfocusesonthedebondingoftheFRPduetotheadhesivelayer

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1、论文作者签名:盔尘叁左指导教师签名:.主叁缝论文评阅人1:评阅人2:评阅人3:评阅人4.评阅人5:答辩委员会主席:吐黄鱼!数拯浙江太堂委员1.一一一.螳盛3型熬控3浙江太堂委员2:汪劲主3副熬援3逝江太堂委员3:蓥金握3割熬援3逝江太堂委员4:扬鲑盘3副熬援!逝逛太堂委员5:答辩日期:2014.3.7一⑧独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构

2、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:狠∥金么b签字日期:‘加7中年弓月/上日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿苤鲎有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权迸姿盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名芬饴水签字日期:j

3、吖牛年专月』L目学位论文作者毕业后去向:工作单位:电话:々、,}年月缸¨氢础珀扒名期奎日师字导签浙江大学硕士学位论文(2014】致谢本研究以及学位论文都是在导师徐荣桥教授的悉心指导下完成。徐老师有着深厚的学术功底和知识储备,每当研究遇到困难似乎将要进入山穷水尽时,徐老师总能给出柳暗花明的点拨。徐老师严谨的治学态度也深深感染着我,从论文的选题、思路的形成到论文撰写和修改,徐老师都反复推敲精益求精。徐老师豁达的处事原则,对学生的关怀与帮助也为广大师生称道。作为徐老师学生深感荣幸,在此谨向徐老师致以诚挚的谢意和崇高的敬

4、意。研究生期间得到了许多老师和同学的帮助。感谢课题组的陈伟球、王慧明、诸骏等老师和交通所的蔡金标、赵阳、汪劲丰、叶贵如、张治成、杨仲轩等老师以及结构所张磊老师,感谢你们的指导与帮助;感谢师兄弟沈旭栋、刘承、陈德权、王冠楠、林建平、杨静、鲍光建、管羽飞、栾圣智,感谢你们在学术上的指导和生活上的帮助;感谢一起学习的同学潘剑超、陈双聪、王龙威、温敏、张晨旭、崔鑫、张燕青、林天然、张黎昌、方远、王建金、陶狲、王晓峰、赵福利,感谢和你们共同度过了宝贵的研究生生涯。焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以为报。感谢爸爸妈妈,感谢你

5、们给与了我一切,你们的健康是我最大的心愿。感谢各位评审老师,感谢你们的评阅以及宝贵建议。最后,再次感谢浙江大学的老师、同学和朋友,谢谢你们。人生是一场旅行,很感谢你们的关怀与帮助,很荣幸在浙大站与你们产生交集,愿你们平安幸福!苏俊杰2014年3月于浙大紫金港浙江大学硕士学位论文(2m4)摘要本文根据外贴FRP结构的形状和受力特点,提出了一种新型的外贴FRP梁单元和外贴FRP板单元。外贴FRP梁单元能够用于分析外贴FRP梁端部剥离和由于弯曲裂缝引起的中部剥离。该梁单元主要用于分析粘结层破坏引起的FRP剥离,因此在分

6、析中假设FRP和混凝土梁始终处于线弹性状态,而粘结层采用内聚力区模型。由于粘结层很薄,因此假设粘结层内剪应变沿粘结层厚度均匀分布,在此基础上,导出了粘结层处于弹性、软化和剥离等各个阶段时该梁单元的刚度矩阵。同时将梁体弯曲裂缝模拟为弹簧铰,得到了带裂缝的表面粘贴FRP梁单元的刚度矩阵显式表达式。然后在板理论和线弹性假设基础上,推导出了外贴FRP板单元刚度矩阵表达式。最后通过若干算例与已有结果进行对比,并计算模拟了多条裂缝和多个荷载情况下的中部剥离过程以及线弹性条件下外贴FRP板的粘结剪应力分布情况,验证了本文单元的

7、实用性、精确性和便捷性。关键词:FRP;内聚力区模型;剥离;粘结剪应力;有限元浙江大学硕士学位论文(2014)AbstractAbIstractBasedontheshapesandmechanicalbehaviorsoftheFRPsbondedonthesurfacesofstructures,thispaperdevelopsanewbeamelementwithasurface-bondedFRPsheetaswellasanewplateelementwithasurface-bondedFRPshe

8、et.Thebeamelementcanbeusedtoanalyzetheedgedebondingandintermediateflexuralcrack-induceddebondingofFRP-s打engthonedconcretebeams.ThisdementfocusesonthedebondingoftheFRPduetotheadhesivelayer

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